资源简介

5.2染色体变异的教案
【教材分析】
本节选自人教版高中生物人教版必修二教材第5章第2节《染色体变异》，揭示了染色体结构和数量的变异对生物性状的影响，并介绍了染色体变异在生产生活中的应用。同时染色体变异补充除基因突变外生物变异的类型，以及为后一节人类遗传病的学习奠定基础，因此，该节内容起到了承前启后的作用。
《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》对此的要求为“举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡”，此要求的完成需基于本节内容，学生通过各种例子了解染色体变异对生物性状带来的影响以及相关应用。
由此得出教学重点为染色体的结构变异和数目变异。
【学情分析】
本节课授课对象为高一学生。学生在之前的学习中知道减数分裂和受精作用能够使亲、子代间的染色体数目保持稳定，以及前一节中学习了基因突变和基因重组的类型、原因等，再学习本节染色体结构变异和数目变异，就有了良好的知识基础。但在掌握染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念可能会存在理解偏差，需要借助实例、画图辅助理解。
由此得出教学难点为染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
【教学目标】
1、知识目标：探究多倍体育种和单倍体育种的操作过程，能够概述其原理和优缺点，学习低温诱导植物染色体数目变化的实验。
2、技能目标：从生物的具体外在性状分析入手，学生以原有知识结构为基础动脑分析事物现象背后的一般规律。
3、素养目标：通过新型生物产品的制作原理，培养学生对自然科学的爱好，并让他们可以学以致用，回馈社会。
【教学重难点】
1、教学重点
（1）染色体数目变异的类型
（2）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（3）三倍体香蕉的培育过程
2、教学难点
（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（2）三倍体香蕉的培育过程
【新课导入】
展示马铃薯和香蕉的染色体数目表。作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。
引导学生思考问题，讲解问题为：
1.从上到下依次填写：12、24、11、异常。
香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。
【新课讲解】
染色体数目的变异
1、非整倍体变异：细胞内个别染色体数目的增加或减少 。
2、整倍体变异：体细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少
（1）染色体组的概念
染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。
要点诠释：要构成一个染色体组应具备以下几条：
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
（2）体细胞中染色体组数目的判断
要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：
①细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。(如图一)
②根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组。(如图二)
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。
（3）二倍体与多倍体
①二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。二倍体在自然界比较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。
②多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，称为多倍体。
要点诠释：二倍体、多倍体都是指由受精卵发育而成的个体。由生殖细胞发育成的个体是单倍体。
③多倍体的成因
A．同源多倍体的成因（同源多倍体：染色体组来自于共同的祖先种）
　　　
B．异源多倍体形成原因（异源多倍体：染色体组来自于不同的祖先种）
　　种间杂交 不育子代染色体数目加倍
　　如普通小麦（六倍体）是由三种野生植物经过两次天然远缘杂交和九千多年的自然选择和人工选择而形成的。
④多倍体的特点
一般表现为茎秆粗壮、叶片果实大；糖类和蛋白质等含量增加；抗旱抗病能力增强；但发育迟缓，结实率低。
（4）单倍体
①概念：指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
②成因：通常是未受精的卵细胞直接发育而成。例如蜜蜂、蚜虫在夏天进行的孤雌生殖。
③特点：单倍体含有本物种配子染色体数目及其染色体组，也就是含有生长、发育的全套基因，因此适宜的条件下，能正常生长。一般表现为：植株矮小，不能形成配子，高度不育。染色体一经加倍，即得到纯和的正常植物体。
要点诠释：
染色体组与单倍体、二倍体、多倍体
①依据进行有性生殖的生物是否由受精卵发育而来，可先将二倍体、多倍体与单倍体区分开。即凡仅由单方生殖细胞（卵细胞或花粉）发育来的生物体，不论其细胞内含几个染色体组均叫做单倍体；而由受精卵发育来的个体，细胞内含有几个染色体组就叫做几倍体。如：由六倍体小麦的花粉经花药离体培养而获得的植株，尽管其细胞内有三个染色体组，但应属单倍体。小结如下：
染色体结构的变异
（一）缺失
展示染色体结构缺失的图片，并设问：
染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
生：染色体变短了，因为缺失了一段。这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的缺失而缺失，总数减少了。
教师总结：把由染色体某一片段缺失而引起的结构变异简称为缺失。
增加
展示染色体结构重复的图片，并设问：
染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
生：染色体变长了，因为有一段染色体重复出现了。这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的重复出现而重复，总数增加了。
教师总结：把有染色体中重复某一片段引起的结构变异简称为重复。
（三）颠倒
展示染色体结构倒位的图片，并设问：
这条染色体发生了什么变化？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
生：这条染色体的某一片段发生了180度的翻转。这种变化发生后，染色体上的基因数可能不发生变化，但是基因的顺序会发生变化。
教师总结：染色体某一片段发生颠倒引起的结构变异称为倒位。
（四）易位
展示染色体结构易位的图片，并设问：
Ⅰ、Ⅱ染色体是什么关系？两条染色体在变化前后各有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
生：Ⅰ、Ⅱ是非同源染色体。Ⅰ染色体变化后缩短了一段，Ⅱ染色体变化后增加了一段，因为Ⅰ染色体的一个片段拼接到了Ⅱ染色体上。变化后Ⅰ染色体上的基因减少了，Ⅱ染色体上的基因增加了。
教师总结：把染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体引起的变异，称为易位。
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡，但也有少数变异是有利的。
如：1、人体5号染色体部分缺失导致猫叫综合征，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。
果蝇染色体部分重复导致棒状眼的形成，影响视力。
果蝇染色体某一片段的颠倒导致卷翅的形成，影响飞行。
【板书】
第2节 染色体变异
一、染色体变异
（一）定义
（二）类型：
1、数目变异
2、结构变异
二、染色体数目的变异
（一）类型
1、个别染色体的增减
2、以染色体组成倍的增减
（二）染色体组：由非同源染色体组成；携带全套信息
（三）二倍体和多倍体
1、界定：受精卵（体细胞）→个体
2、人工诱导多倍体的方法：①秋水仙素②低温
3、多倍体的特点：
（四）单倍体
1、界定：配子→个体
2、特点：植株弱小，高度不育
三、染色体结构的变异
（一）类型：缺失、增加、移接、颠倒
（二）结果：改变染色体上基因的数目和排列顺序
【课后反思】
本节内容染色体组是个难点，以染色体组为核心介绍二倍体、多倍体和单倍体。为突破这一难点，通过果蝇精子染色体组成构建染色体组概念，并通过小组活动模拟染色体的成倍增加和减少，进而构建二倍体、多倍体和单倍体的概念。在此基础上进行总结二倍体与单倍体的区分关键要看其发育的来源，不能仅仅依靠染色体组数，这一点从一开始就要讲清，以免混淆．

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